LED und Konstantstrom, ein Erklärungsversuch

[hjk]

Ja, Amplitudendimmung ist richtiger. Ich habe das oben in den Beiträgen korrigiert.

[Gast1961]

Wenn ich es recht verstehe, wird also doch die Spannung verändert um dann bei konstantem Strom mehr oder weniger Leistung an der LED anliegen zu haben.

Mit fällt gerade auf, daß hier noch ein mögliches Missverständnis besteht.
Vermutlich hattest du es richtig gemeint und die Formulierung war unglücklich, aber um ganz sicher zu gehen:

Der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung ergibt sich durch die Kennlinie der LED. Also je nach Strom ergibt sich eine bestimmte Spannung, und umgekehrt.

Man kann also nicht "die Spannung verändert um dann bei konstantem Strom mehr oder weniger Leistung an der LED anliegen zu haben". Der Treiber reduziert bei Amplitudendimmung den Strom und dadurch sinkt auch die Spannung an der LED, immer entlang der Kennlinie dieser LED.

Hier eine Kennlinie als Beispiel (anderer Chip als im Eingangspost):

kennlinie.png

[ewfwd]

da gibt es nicht so viele produkte. eldoled habe ich da beispielsweise schon erfolgreich eingesetzt für poolbeleuchtungen mit cc-leds.

dabei handelt es sich generell um abwärtswandler. die dc-versorgungsspannung muss also immer ein paar volt höher sein als die spannung, welche die led im betrieb benötigt.

Die Energie für den Controller selbst wird bei vielen eldoled Treibern ebenso aus DC in hergenommen. Ich hatte das mal bei einem CV Treiber getestet ob der Strom im Leerlauf sinkt wenn man die Spannung erhöht. Tut er nicht, was natürlich zu erwarten war. Leider ist damit dann auch die Verlustleistung selber bei höheren Spannungen größer da für die interne Elektronik warscheinlich einfache Linearregler verbaut werden eben weils einfach und billig ist.

Im Datenblatt selbst wird daher sicherlich gern der bestmöglichste Wert oft angegeben, sprich bei möglichst geringer Spannung.

[concept]

da für die interne Elektronik warscheinlich einfache Linearregler verbaut werden

Das kann ich mir eigentlich nicht so recht vorstellen. Bei den Produktpreisen von den Dingern würden getaktete Abwärtsregler schon drin liegen.

Aber gemessen oder getestet habe ich das nicht.

[knxPaul]

Bei den Produktpreisen von den Dingern würden getaktete Abwärtsregler schon drin liegen.

Eine typische Schaltung für einen " besseren Linearregler" für eine selbst gebaute Stromquelle sieht so aus. Mit einem Linearregler für Spannung hat das nichts zu tun. Und Kosten für Kondensatoren und Spulen fallen da keine an.
Quelle: mikrocontroller.net hat keinen Zusammenhang mit CC Netzteilen für LED Leuchten

[willisurf]

Eine typische Schaltung für einen " besseren Linearregler"

War nicht die Frage von ewfwd nach der internen Versorgung des Controllers?
Die wird doch über Konstantspannungsregler gemacht.

[ewfwd]

Ich habe bei meinem eldoled mal den Eingangsstrom gemessen. Dieser verträgt 12-28V. Eine Last am Ausgang hing keine dran. Der Strom blieb wie gesagt nahezu konstant unabhängig von der Spannung am Eingang.

Aber gemessen mit einem Multimeter, hab kein Oszi drangehangen. Müsste man halt noch genauer mal nachprüfen. Sollten aber Linearregler verbaut sein würde der Wirkungsgrad natürlich sinken bei höheren Spannungen. Frage ist dann halt nur noch ob das in absoluten Zahlen nun wirklich nennenswert ist.

Obendrein nochmal ich rede vom Leistungsbedarf des Controllers selbst. Die Lineardrives verändern die Spannung am Ausgang ja nicht. Sprich bei 24V Stripes, muss man auch 24V einspeißen.

[knxPaul]

ich rede vom Leistungsbedarf des Controllers

Ja, ich auch 😀 An der Beispielschaltung in #35 für einen fiktiven LED Controller kann man erkennen, dass der Leistungsbedarf des Controllers wesentlich vom Ausgangsstrom abhängt, hier Ausgangsstrom geteilt durch Stromverstärkungsfaktor des Ausgangstransistors = Strom, den der OpAmp liefern muss.

Für den Wirkungsgrad muss man gleichzeitig vier Messgrößen erfassen:

1. Eingangs-Strom und -Spannung
2. Ausgangs-Strom und -Spannung

Der Wirkungsgrad kann ausschließlich mit diesen vier Messgrößen errechnet werden. Darin sind alle Effekte enthalten, die den Wirkungsgrad unter 100 % drücken.

[ewfwd]

Nur dass es keine messbare Ausgangsspannung und Strom gibt, es sei denn du willst auf dem PCB irgendwo was abgreifen und messen.
Obendrein ist das ganze ja auch erstmal nur ein Teilaspekt, in der Praxis betreibt man keinen Controller ohne was dran hängen zu haben. Der praxisrelevante Teil der dem Nahe käme wäre höchstens wenn der Controller mit Spannung versorgt wird das Licht aber auch 0% steht.

Bei einfachen Linearreglern wäre somit der Verbrauch im "Idle" bei 24V eben doppelt so hoch wie bei 12V. Solange am Ausgang aber nichts rauskommt wäre der Wirkungsgrad folglich also 0%. Egal ob der Controller 0,1W oder 1W verheizt.
Wirkungsgrad ist hier auch der falsche Begriff irgendwo, das könntest du eben nur verrechnen solange du am Ausgang auch Leistung abgreifst.
Reden wir also besser vom Verbrauch im Idle/Standby.
Natürlich wird die Elektronik wenn am Ausgang Leistung ausgegeben wird sicherlich auch was zusätzlich verbrauchen. Mehr Strom durch einen Linearregler heißt dann auch hier mehr Energie die in Wärme umgesetzt werden muss.
Rechnerisch wird der Verbrauch des Controllers selbst bei höherer Last am Ausgang natürlich prozentual immer weniger ins Gewicht fallen zum gesamten Wirkungsgrad.
Den Leistungsbedarf für den Idle Betrieb musst du aber immer zur Verfügung stellen unter diesen kommst du nicht. Ergo bei 0% am Ausgang auch ein Wirkungsgrad von 0%. Mir gings nur darum dass eben dieser Leistungsbedarf eben von der Betriebsspannung schon abhängig ist bzw zu sein scheint. Je höher die Spannung desto mehr benötigte Leistung im Standby da der Strom nicht unter einen bestimmten Wert fallen wird. Zumindest solange der Hersteller hier auf Linearregler setzt.

[knxPaul]

Verbrauch im Idle/Standby

Das ist in der Tat eine wesentliche Kennzahl; jetzt verstehe ich auch, was Du weiter oben gemeint hast 😀

Im Standby ist der Ausgangsstrom per Definition 0 A, da braucht es keine Messung.

Die Optimierung des Standby Verbrauchs aus Sicht des Herstellers ist ein ganz eigenes Thema, oft werden da die Kosten optimiert und dann hat die eigene Elektronik weder Linearregler noch Abwärtswandler; sie arbeiten einfach im Spannungsbereich 12 .. 28 V. Das macht meine Beispielschaltung in #35 genau so.

[Hochpass]

Das kann ich mir eigentlich nicht so recht vorstellen. Bei den Produktpreisen von den Dingern würden getaktete Abwärtsregler schon drin liegen.

Aber gemessen oder getestet habe ich das nicht.

Kannste vergessen. Du brauchst Stromregler mit einer hohen Bandbreite. Bei 600Hz PWM und 0,1% duty cycle sind das 1,6us Pulsbreiten. Wie willst du das mit einem Schaltregler auflösen?

Die Verlustleistung eines Linearverstärkers ohne Last ist in der Regel geringer als bei einem Class-D Verstärker. Der quiescent current von modernen OPVs liegt unter 1mA -> Vernachlässigbar. Class-D Verstärkern die ohne Last schalten haben immer noch die Schaltverluste der Miller Kapazitäten und die Verluste der Brückentreiber.
Um den Wirkungsgrad mit Last zu verbessern kann man die Versorgungsspannung des Linearreglers mit einem Schaltverstärker anpassen.

[concept]

Class-D Verstärkern die ohne Last schalten haben immer noch die Schaltverluste der Miller Kapazitäten und die Verluste der Brückentreiber.

Warum vergleichst Du Äpfel mit Bananen? Dein Vergleich ist wirklich unpassend.

[concept]

Ich habe bei meinem eldoled mal den Eingangsstrom gemessen. Dieser verträgt 12-28V. Eine Last am Ausgang hing keine dran. Der Strom blieb wie gesagt nahezu konstant unabhängig von der Spannung am Eingang.

Wenn Du wissen willst, ob ein Linearregler oder ein getakteter Regler drin ist, schliess eine Last (LED) an. Miss den Eingangsstrom, während Du die Eingangsspannung varierst.

• Wenn der Eingangsstrom bei Erhöhung der Eingangspannung quasi konstant bleibt (Eingangsstrom ist ungefähr LED-Strom), dann ist ein Linerarregler drin
• Wenn der Eingangsstrom bei Erhöhung der Eingangsspannung zurückgeht (also Eingangsleistung quasi konstant bleibt) ist ein Schaltregler drin

Ich hab leider gerade keine Zeit für Laborspielereien

[Hochpass]

Warum vergleichst Du Äpfel mit Bananen? Dein Vergleich ist wirklich unpassend.

Wie kommst drauf dass ich über Obst schreibe? Nochmal langsam: Ohne extra Maßnahmen hat ein Class-D Verstärker ohne Ausgangslast in der Regel eine höhrere Stromaufnahme als ein Linearregler. Aus der Leerlaufstromaufnahme kann man nicht auf Architektur schließen.

Und in den Eldoled CV Treibern für 12-28V ist gar kein Spannungsregler drin. Die arbeiten auf der Spannung die man ihnen vorsetzt genau wie beim MDT oder Enertex controller. Messung kann man sich sparen. Und ja in den 230V Treibern für 24V ist ein schaltendes Netzteil drin.
Und ja für den uC wird ein Schaltregler drin sein, der die Logik versorgt. Diese Verlustleistung ist aber unabhängig von der Ausgangsleistung.

[Hochpass]

Nochwas zur Ergänzung bevor ich raus bin. die Erklärung auf der ersten Seite passt nicht ganz bzw. kann ergänzt werden.

Der Lichtstrom ist nahezu proportional zum Betriebsstrom der LED. Bei CC kann bei unterschiedlichen Temperatur Betriebspunkten unterschiedliche Spannungen haben bzw. unterschiedliche Verlustleistungen. Entscheidend ist aber das der Lichtstrom uabhängig davon kostant bleibt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Leucht...Ledcurrent.png